CHARGE DENSITY WAVE PHASE TRANSITIONS OBSERVED BY X-RAY PHOTOEMISSION

Résumé
Nous avons mesuré les énergies de liaison des niveaux 4f du Tantale dans TaS₂, TaSe₂ et Ta_0,97Hf_0,03S₂ entre 14 K et 371 K avec la photoémission à rayon X (XPS). La présence d'onde de densité de charge (CDW's) a pour effet de produire des potentiels non équivalents aux différents sites des atomes Ta. Ceci entraîne le dédoublement des lignes 4f en XPS ; l'écartement est une mesure de l'amplitude de l'onde de densité de charge, et représente un paramètre d'ordre pour le système CDW-réseau. La forme des composants de l'émission XPS permet de déduire la configuration de la CDW vis-à-vis du réseau, et puisque les gradients de potentiels aux sites non équivalents des atomes Ta sont différents, la largeur des composants fournit une mesure de la nature dynamique du système CDW-réseau. Les résultats démontrent l'existence d'une fluctuation CDW dans la phase où il y a coïncidence entre le réseau et la CDW. Dans les cas où la coïncidence entre le réseau et la CDW est imparfaite, ou qu'il n'y en a pas, les CDW ne peuvent garder la cohérence à longue distance. Dans le 1 T Ta_0,97Hf_0,03S₂, les atomes de Hafnium ont pour effet d'ancrer les CDW (qui ne sont pas en coïncidence avec le réseau) en domaines.

Abstract
X-ray photoemission (XPS) measurements of the binding energies of the Ta 4f core levels in TaS₂, TaSe₂, and Ta_0.97Hf_0.03S₂ at temperatures between 14 K and 371 K are reported. The presence of charge density waves (CDW's) produces inequivalent potentials at different Ta sites which split the 4f XPS lines ; the splitting is a measure of the CDW amplitude and represents an order parameter for the CDW-lattice system. The form of the components of the split XPS lines allows the CDW-lattice configuration to be deduced, and since the potential gradients at inequivalent Ta sites are different, the unequal widths of the components yields a measure of thefluctuating nature of the CDW-lattice system. The results indicate the existence of CDW fluctuations in commensurate phases, and that in some incommensurate and quasi-commensurate phases the CDW's cannot maintain long range coherence. In 1 T-Ta_0.97Hf_0.03S₂ the Hf impurities pin the incommensurate CDW's into domains.